•Notícia

Arnau Rabadán i Albert González, estudiants d'enginyeria tècnica industrial de la Universitat Poltècnica de Catalunya (UPC) i investigadors de la Fundació CIM; Sergi Vaquer, estudiant de doctorat i llicenciat en medicina per la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) i Elisabet Cuyàs, doctoranda en bioquímica a la UAB — tots dos investigadors de l’Institut Municipal d'Investigació Mèdica (IMIM-Hospital del Mar)—, participaran en la 51 companya de vols parabòlics de l’Agència Espacial Europea (ESA) que té lloc els dies 3, 4 i 5 de novembre per estudiar com canvia la interacció dels fàrmacs amb les cèl·lules en condicions de microgravetat.  L'experiment es realitza a bord de l’Airbus A300 ZERO-G, utilitzat per alguns astronautes com a part del seu entrenament. 

En l’experiment científic, anomenat ABCtr MicroG, els joves investigadors estudiaran el comportament en microgravetat d’uns agents biològics, els transportadors ABC, que són els responsables de depurar l’interior de les cèl·lules humanes de fàrmacs i d’altres tòxics.

Per poder realitzar l’experiment, els estudiants, recolzat per la Fundació CIM, centre tecnològic de referència de la UPC en el camp de les tecnologies de producció, han desenvolupat un prototip electromecànic capaç de realitzar experiments biotecnològics en gravetat zero d’una manera automatitzada. Les activitats d'enginyeria, fabricació i posada al punt per al vol han estat supervisades per Felip Fenollosa, director adjunt de la Fundació CIM i professor del Departament d'Enginyeria Mecànica de la UPC.

El desenvolupament del prototip ha comptat amb la col·laboració de vàries empreses, com ara Solvo Biotechnology i amb el patrocini d’Schneider Electric. L’aportació d’Schneider Electric, empresa líder en l’activitat d’automatització i control industrial, contempla pràcticament el 100% dels elements electromecànics i de control del prototip, amb instal·lació d'accionaments servocontrolats, pantalles HMI, autòmats, motors pas a pas, així com l'alimentació i protecció en baixa tensió del sistema.

Els resultats obtinguts a l’experiment en microgravetat es compararan amb els obtinguts a terra a l'IMIM – Hospital del Mar de Barcelona, on s’ha desenvolupat la part biotecnològica del projecte.

Els estudiants de la UPC i de la UAB participen, amb tres equips més d’universitaris de Noruega, Alemanya i el Regne Unit en el programa Fly your Thesis! de l’ESAper dissenyar, construir i portar a terme un experiment científic a l’espai. L’equip català és l’únic grup espanyol escollit el passat desembre d’entre els 16 finalistes (d’un total de 30 grups de recerca europeus) per participar en aquest programa, una oportunitat per a estudiants i estudiantes de doctorat i de màster de tota Europa per portar a terme un experiment científic en condicions de microgravetat.

Per poder embarcar a bord de l’Airbus A300 ZERO-G que s’enlairarà la setmana vinent des de l’Aeroport de Bordeaux-Mérignac (França), el prototip dissenyat per l’equip català ha hagut de superar, a les instal·acions de Novaspace —l’empresa encarregada de l’explotació de l’avió, filial del Centre National d’Estudis Espacials de França—, proves de resistència mecànica, de seguretat elèctrica, d’escalfament i control de la temperatura, entre d’altres, que s’han realitzat la setmana anterior als vols.

Els vols parabòlics tenen el seu origen com a part de l’entrenament dels astronautes i consisteixen a accelerar l'avió guanyant altura i reduir els motors al mínim al llarg de 20 segons mentre es descriu una paràbola en caiguda lliure. Durant aquests 20 segons s'aconsegueix, dintre de la cabina, unes condicions pròximes a les d'absència de gravetat. Aquestes maniobres es repeteixen fins a 30 vegades seguides per vol, de manera que els investigadors, després dels tres vols que dura una campanya, tenen l'oportunitat d'experimentar amb la microgravetat al llarg d'un temps considerable (30 minuts aproximadament).

L'experiment, coordinat per l'investigador Sergi Vaquer i anomenat projecte ABCtr MicroG, estudiarà el comportament en microgravetat d'uns agents biològics, els transportadors ABC, que són els responsables de depurar l'interior de les cèl·lules humanes de fàrmacs i d'altres tòxics. Per a això, els investigadors de la UPC i de la UAB han desenvolupat un protocol especial per poder mesurar de manera molt precisa l'activitat d'aquestes molècules al llarg dels 20 segons que dura la microgravetat en cadascuna de les 30 paràboles d’un vol parabòlic.

La part tècnica de l'experiment, realitzada a la Fundació CIM a càrrec d'Arnau Rabadán, ha consistit a dissenyar un mecanisme que barreja en l'interior d'una xeringa energia química en forma d’ATP (Adenosina tri fosfat) amb els transportadors ABC que activarà una reacció química. Tot això ha de realitzar-se a una temperatura de 37ºC, igual a la del cos humà. Transcorreguts 20 segons, el sistema introdueix en la xeringa un líquid que refreda la barreja i atura la reacció perquè no sigui afectada durant els períodes de gravetat normal i l’experiment es repeteix en la propera paràbola.

El mecanisme es regeix per un sistema de control electrònic d’alta precisió, ja que s'han de delimitar exactament les condicions de l'experiment i la quantitat de líquids injectats. El sistema de control inclou elements que actuen, com el motor que impulsa les xeringues, i també que supervisen, com els sensors que regeixen la temperatura de la xeringa on es realitza la barreja.

Els resultats otinguts seran d'utilitat per millorar els tractaments mèdics dels astronautes, però també ajudaran a comprendre millor els mecanismes d'assimilació dels fàrmacs en general i els mecanismes d'acció dels transportadors en malalties com el càncer i el SIDA.

En el projecte participen col·laboren Schneider Electric, l'IMIM, la Fundació CIM, Interempresa, Solvo Biotechnology, TecniSample, Lloveras, Caixa d’enginyers, la Universitat Autonoma de Barcelona, la Universitat Politècnica de Catalunya  i el Col·legi d’Enginyers Tècnics Industrials de Barcelona.


Sergi Vaquer ha treballat com a Metge a l'Oficina de Suport Mèdic de Tripulacions del Centre Europeu d'Astronautes de l'ESA a Colònia, i actualment és metge resident de l'Hospital Parc Taulí de Sabadell (adscrit a la UAB), i investigador de l'Institut Municipal d'Investigació Mèdica (IMIM-Hospital del Mar).

Arnau Rabadán estudia Enginyeria Tècnica Industrial (especialitat Mecànica) a l'Escola Universitària d'Enginyeria Tècnica Industrial de Barcelona (EUETIB) de la UPC, i basarà el seu projecte final de carrera en l'equipament científic d'aquest experiment. Actualment, té concedida una beca d'investigació en la Fundació CIM, on ha estat professor de diversos programes de disseny assisitit per ordinador i ha desenvolupat projectes en l´àrea del Laboratori de fabricació.

Elisabet Cuyàs estudia el doctorat de Bioquímica i Biologia Molecular a la Facultat de Ciències de la UAB i és investigadora del Grup de recerca clínica en farmacologia humana i neurociències de l’Institut Municipal d'Investigacions Mèdiques (IMIM-Hospital del Mar) de Barcelona.

Albert González estudia Enginyeria Tècnica Industrial (especialitat Elèctrica) a l'Escola Universitària d'Enginyeria Tècnica Industrial de Barcelona (EUETIB) de l'UPC, i basarà el seu projecte final de carrera en electrificar i automatitzar l'equipament científic d'aquest experiment. Actualment, té concedida una beca d'investigació en la Fundació CIM.

Felip Fenollosa és director adjunt de la Fundació CIM i professor associat del Departament d'Enginyeria Mecànica de la UPC ha supervisat les activitats d'enginyeria i fabricació.